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- 2021-05-10 发布
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浮力专题复习
一、基础知识填空
(一)浮力
1.浮力的定义:一切浸入液体(气体)的物体都受到液体(气体)对它 的力叫浮力。
2.浮力方向: ,施力物体: .
3.浮力产生的根本原因(实质):液体(或气体)对物体向上的压力大于向下的压力,即向上、向下的 叫浮力。
例题:一正方体棱长为1dm,浸没在水中,当它的上表面距水面0.5dm,并于水面平行时,如图:
求:正方体上、下表面受到的压强差、压力差、和浮力。
解:上表面的深度:h上=0.5dm=0.05m 下表面的深度:h下=1dm+0.5dm=1.5dm=0.15m
正方体上表面受到的压强: P上=ρ水gh上=1000kg/m³ ×10N/kg×0.05m=500Pa
正方体下表面受到的压强: P下=ρ水gh下=1000kg/m³ ×10N/kg×0.15m=1500Pa
上下表面压强差为△P=P下表-P上表=1500Pa-500pa=1000pa
上表面压力:s=0.1m×0.1m=0.01m2
F= P上表S =1500×0.01 m2 =15N
物体下表面压力: s=0.1m×0.1m=0.01m2
F= P下表S =500pa×0.01 m2=5N
物体压力差为:△F=15N-5N=10N
物体所受的浮力为: F浮=△F =10N 浮力就是上下表面的压力差。
拓展:一个已经安装完毕的桥墩,浸入水中的的体积为10m3,则桥墩受到的浮力为____N
(二)阿基米德原理
1.内容:浸入液体里的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于它 受到的重力。
2.公式:F浮 = G排 = , 从公式中可以看出:液体对物体的浮力与液体的 和物体 体积有关,而与物体的质量、体积、重力、形状 、浸没的深度等均无关。
3.阿基米德原理既适用于液体也适用于气体。
(三)浮力的计算方法 :
1、称量法:F浮=G-F拉
例题:将一个金属块挂在弹簧测力计的挂钩上,静止时,弹簧测力计的示数为4.8N,当金属块没入水中静止时,弹簧测力计的示数为4.2N,则金属块受到水的浮力是 N。
2、压力差法、已知物体上下表面在水中的深度:F浮=F向上-F向下
3、平衡法:F浮=G物(悬浮或漂浮)
1、如果质量是50 kg的物体恰好在水中悬浮,此物体在空气中所受浮力是_____N。
2、轮船满载时,船和货物总重9.8×104 N,则船在海洋航行所受浮力是_____ N
4、阿基米德原理法、溢水杯:F浮=G排
某物体放入装满水的溢水杯中,溢出0.8N的水,则它受到的浮力大小为 N。
拓展:某物体重0.5N,把他放在盛有水的烧杯中,溢出0.3N的水,则它受到的浮力( )
A.一定为0.3N B.可能为0.2N C.一定为0.5N D.可能为0.4N
5、排水法、物体排开液体体积浮力计算:F浮=ρ液gV排
例题:在水中静止的木块,其排开水的体积为3×10-3米3,求:木块受到的浮力F浮
6、物体体积已知、浸没!浮力计算:F浮==ρ液gV物
例题:将体积为2×10﹣4米3的金属球浸没在水中,求金属球受到的浮力
(四)浸没在液体中物体的浮沉条件
1.比较浮力与重力: 2.比较液体与物体密度的关系:
物体上浮: ,
物体下沉: ,
物体悬浮: ,
(五)物体密度计算类
(1)、利用物体在水中的沉浮来判断密度的大小。
例题:小明在洗苹果时,发现有一个苹果悬浮在盆里的水中,如图甲所示,他拿起这个苹果,用小刀把苹果削了一小块下来,又发现这一小块苹果沉于水底,如图乙所示,则此苹果的密度为 kg/m3,若将大块苹果浸没在水中将 ,大块苹果的平均密度 小块苹果密度。
(2)、物体漂浮在水面上计算物体的密度。
思路:由漂浮:F浮=G物,可知:ρ液gV排=ρ物gV物、
变形:ρ物= 。
例题:一个物体漂浮在水面上静止时,有4/5浸在水中,则该物体的密度是_________
(3)、物体浸没在水中求解物体密度。
思路:利用公式:ρ=m/v求解。由浸没:V物=V排=F浮/ρ液g,m=G/g,可求解。
例题:将某物体挂在弹簧测力计下,在空气中测量时的示数为5.4N,将它浸没在水中测量时,发现弹簧测力计的示数变为3.4N,则该物体的密度是_____。
(六)、液面升降类
1、一个小池塘中,停着一只载满石头的船,若将石头全部投入水中,则水面将_______。
2、一个烧杯内的水面上漂浮着一块冰,当冰熔化后,水面将____________。若冰快内有气泡,当冰熔化后,水面将____________;若冰快内有沙粒,当冰熔化后,水面将____________。
3、夏天人们喜欢喝放有冰块的饮料,若在装有橙子的杯子内放入冰块,橙子刚好齐杯口,当冰块熔化后,橙子_________溢出杯口。
4、有一块冰漂浮在一杯酒精(或煤油等)中,当冰块完全熔化后,液面高度将怎样变化?
总结:
1、纯水水面上浮有纯冰当冰熔化时液面将不变。
2、密度大于纯水的液体(盐水)表面上浮有纯冰当冰熔化时液面将上升。
3、密度小于纯水的液体(酒精、煤油等)表面上浮有纯冰当冰熔化时液面将下降。
4、当冰块中含有密度比水小的固体(如小蜡块、木块)或气泡、或将密度比水小的固体放在冰块上浮于容器内水面上,则冰熔化后,水面将保持不变。
5、当冰块中含有密度比水大的固体(如石块、铁块)或将密度比水大的固体放在冰块上浮于容器内水面上,则冰熔化后,水面将保持下降。
拓展:
含有煤油的冰漂浮在水面上,冰完全熔化后,液面高度如何变化?
(七)、浮力的应用:
(1)轮船
①原理:把密度大于水的钢铁制成 的轮船,使它排开水的体积增大,从而来增大它所受的 ,故轮船能 在水面上。
②排水量:轮船满载时排开的水的 。
(2)潜水艇
原理:潜水艇体积一定,靠水舱充水、排水来改变自身 ,使重力小于、大于或等于浮力来实现上浮、下潜或悬浮的。
(3)气球和气艇
原理:气球和飞艇体内充有 的气体(氢气、氨气、热空气),通过改变气囊里的气体质量来改变自身体积,从而改变所受 。
浮力课后小练习
一、选择题
1、重5N的石块浸没在水中称时为3N,则石块受到的浮力为( )
A.2N B.3N C.5N D.8N
2、“辽宁舰,,航母已正式列入中国人民解放军海军系列,其满载时排水量(满载时排开水的质量)为6.75万n屯。则满载时其受到的浮力为( )
A. 6.75×IO8N B.6.75x107N C.6.75×104N D.6.75x103N
3、把一个木球放入盛满酒精的溢水杯中,溢出50g酒精;若将此木球从酒精中取出,擦干后放入盛满水的溢水杯中,则溢出水的质量是(ρ木=0.6x103kg/m3, ρ酒精=0.8x103kg/m3) ( )
A.等于50g B.小于50g C.大于50g D.无法确定
4、把一个小球轻轻放入盛满水的容器中,溢出100 g水,则小球的质量 ( )
A.一定等于100 g B.大于或等于100 g
C.小于或等于100 g D.一定大于100 g
5、把一个小球轻轻放入盛满水的杯子里,溢出了水,则小球的质量( )
A.一定等于 B.一定大于
C.大于或等于 D.小于或等于
6、如图6所示,在容器中放一个上、下底面积均为10 cm2、高为5 cm,体积为80 cm3的均匀对称石鼓,其下底表面与容器底部完全紧密接触,石鼓全部浸没于水中且其上表面与水面齐平,则石鼓受到的浮力是( )
A、0 B、0.3N C、0.5N D、0.8N
7、甲、乙两物体的质量之比是3∶5,密度之比是3∶10,若把它们浸没在同种液体中,则它们所受的浮力之比是 ( )
A. 3∶5 B. 3∶10 C. 1∶2 D. 2∶1
8、小张看到鸡蛋浮在盐水面上,如图所示,他沿杯璧缓慢加入清水使鸡蛋下沉。在此过程中,鸡蛋受到的浮力F随时间t的变化图像可能是下图中的( )
9、端午节那天,小明发现煮熟的咸鸭蛋有的沉在水底,有的浮在水面(如图所示)。若甲的体积比乙小,则下列分析合理的是( )
A.甲的质量比乙大 B.甲受到的浮力等于重力
C.甲的密度比乙大 D.乙受到的浮力大于重力
10、有一木块漂浮在水面上,若在水中加一些食盐,木块仍漂浮在水面上,测它受到浮力将( )
A. 变大 B. 变小 C. 不变 D. 不能确定
11、2012年3月25日,卡梅隆乘坐“深海挑战者”号深潜器潜人马里亚纳海沟11000m 深处.下潜过程中,卡梅隆发现深潜器发生越来越明显的收缩,则深潜器受到的海水压强和浮力的变化情况是(设海水密度不变)( )
A.压强越来越大,浮力越来越小 B. 压强越来越大,浮力越来越大
C. 压强越来越小,浮力越来越小 D. 压强越来越小,浮力越来越大
12、在一支平底试管内装入适量铁砂,然后先后放入装有甲、乙两种不同液体的烧杯里,如图7所示。下列说法正确的是( )
A.试管在甲液体中受到的浮力较大
B.试管在乙液体里排开的液体质量较小
C.装乙液体的烧杯底部所受压强较大
D.在甲液体中试管底部所受液体压力较大
13、如将一只盛有水的薄塑料袋,用细线扎紧袋口,用弹簧测力计测得其重力为9N,再将这个装水的塑料袋浸入水中,当弹簧测力计示数为7N时,袋内水面与袋外水面相比较( )
A.塑料袋内水面比袋外水面高 B.塑料袋内水面比袋外水面低
C.塑料袋内水面与袋外水面相平 D.塑料袋内水面与袋外水面高低无法判断
14、如图所示,一质地均匀的圆柱形平底玻璃杯,置于水平桌面中央,杯内水中漂浮着一冰块.若冰融化前、后水对杯底的压强分别为P1、P2,杯底对桌面的压强分别为P3、P4,已知ρ水>ρ冰块,则下列关系式中正确的是( )
A.p1<p2<p3<p4 B. p1>p2>p3>p4
C. p1=p2、p3=p4,且p1=p3 D. p1=p2、p3=p4,且p1<p3
15、如图所示,水平桌面上有两个完全相同的鱼缸甲和乙,盛有适量的水,把一个橡皮泥做的小船放入乙后,小船处于漂浮状态,此时两鱼缸内的水面刚好相平.然后把它们分别放在台秤上,则台秤的示数( )
A.甲放上时大
B. 乙放上时大
C. 甲或乙放上一样大 D. 无法判断
16、如图所示,水平桌面上放置有甲、乙两个完全相同的圆柱形烧杯,分别装入适量的密度不同但质量相等的盐水,将同一个鸡蛋先后放入甲、乙两个烧杯中,鸡蛋在甲烧杯中处于悬浮状态,在乙烧杯中处于漂浮状态.下列判断正确的是( )
A. 甲杯中盐水密度为ρ甲,乙杯中盐水密度为ρ乙,则ρ甲>ρ乙
B. 鸡蛋在甲、乙两烧杯中受到的浮力分别为F浮和F/浮,则F浮>F/浮
C.放入鸡蛋后,甲、乙两烧杯对桌面的压力分别为F甲和F乙,则F甲>F乙
D. 放入鸡蛋后,甲、乙两烧杯底部受到的压强分别为P甲和P乙,则P甲=P乙
17、如图所示,把铁块放在空容器中,沿容器壁缓慢向容器中加水至虚线处。加水过程中,铁块受到浮力。则在加水的全过程中,容器底对铁块的支持力F与时间t的关系图像是( )
18、下列有关浮力的说法正确的是 ( )
A.物体的密度越大,受到的浮力越大 B. 物体的体积越大,受到的浮力越大
C.物体没入水中越深,受到的浮力越大 D.浸没在水中的物体,可能不受浮力
19、小博想模拟同一艘轮船在海洋和河流中的沉浮情形.她将小铁块B固定在木块A上面代表“轮船”.用相同烧杯盛装等质量的水和盐水代表“河流”和“海洋”,放在水平桌面上,如图所示.第一次将AB放在水中,发现A的上表面恰好与液面相平;第二次放在盐水中,发现A的上表面露出了液面.则下面说法正确的是( )
A.由模拟实验可知,轮船由河流航行到海洋将下沉
B.AB在水中悬浮,在盐水中漂浮
C.AB在水中所受的浮力大于在盐水中所受的浮力
D.两烧杯底部所受液体的压力相等
二、填空题
1、鱼缸中装满水,在水中轻轻放入一只小船,小船漂浮在水面上,从鱼缸中溢出5×10-4 m3 的水,则小船受到的浮力是_________ N,小船所受的重力与浮力的关系是______________。(g=10 N/kg)
2、用手将一重为5 N的物体全部压入水中,物体排开的水重为8 N,此时物体受到的浮力为____N。放手后物体将___(选填“上浮”“下沉”或“悬浮”),待物体静止时所受浮力为____N,排开水的体积是____m3,物体的密度为 kg/m3.(g取10 N/kg)。
3、重力为10牛的木块漂浮在水中,处于静止状态,木块受到浮力的大小为 牛,方向为 ,这个浮力的施力物体是 。
4、浸在水中的苹果受到竖直_______的浮力,浮力的大小等于苹果排开的_______所受的重力.物体的沉浮取决于物体所受的_______与_______的大小关系。
5、一体积为0.1×10-3米3的物体完全浸没在水中,则它所受到的浮力大小为 。
6、一个质量为30g、体积为50cm3 的物体,放入水中静止后受到的浮力大小是 N,完全浸没在水中时所受浮力是____ N。(此题g取10N/kg)
7、一艘排水量为3000吨的轮船在河水中航行,满载时船及所装的货物共重 N,此时它受到的浮力是 ,当这艘轮船从河里驶入海里时,它排开水的体积
(选填“变大”、“变小”或“不变”)
水
酒精
8、潜水艇下沉时,在未浸没之前它的重力________,浮力________;浸没时,若潜艇继续下沉,它受到的浮力________;上浮时,在未露出水面之前,潜艇受到的重力________,浮力________;露出水面到潜艇最终漂浮在水面的过程中,它受到的浮力将________直至________重力。(填“变大”、“变小”或“不变”“等于” )若潜水艇悬浮在海水中,当用压缩空气把水舱中的海水排出一部分时,潜水艇将 (选填“上浮”或“下沉”)。
9、如图所示,把一木块放入水中,静止时木块有的体积浸入水中,木块的密度为 kg/m3;如果把该木块放入密度为0.8×103 kg/m3的酒精中,静止时,如图所示。那么该木块下表面受到水的压强p水与受到酒精的压强p酒 的关系为p水 p酒 (填“大于”、“等于”、“小于”)。
10、体积相同的A、B、C三个物体,放入水中静止后,处于右图所示的状态,三个物体受的重力GA GB GC和密度A B C。
11、正方体铝块浸在水中,它的上表面受到的压力是20N,它的下表面受到的压力是30N,它受到的浮力大小是___________N.浮力的方向 。
12、如图所示的容器,其底部和侧壁分别嵌有一长方体木块A和B,那么木块A 浮力,木块B 浮力。(选填“受”或“不受”)
三、实验探究
1、小军同学在探究“浮力的大小等于什么”时,用弹簧秤、塑料块、烧杯、小桶等进行实验操作测量,如图a、b、c是其中的三个步骤示意图,还差一个步骤图d,才能完成探究任务,则d是测量 的。设四个图中弹簧秤的读数分别是F1、F2、F3、F4。由四个图中____两个图的弹簧秤的读数可以求出塑料块受到的浮力;被排开液体的重力为_____ ___;如果关系式____ ____成立,就可以得到著名的阿基米德原理。
四、计算题
1、打捞沉船时,常先将金属浮箱注满水,沉入水底,再用钢绳将其固定在沉船上,然后向浮箱中压入气体排出浮箱内的水,这样浮箱就可上浮把沉船拉起。某次打捞作业中,所用的浮箱边长为2m的正方体,自重2000N。当浮箱上表面沉到距水面20m处时(g取10N/kg),
求:(1)浮箱上表面受到水的压强;
(2)浮箱受到水的浮力;
(3)当把浮箱内水全部排出,浮箱与沉船一起匀速上浮时,浮箱对沉船的拉力。